电容器与电容.ppt

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1、2010.9.15带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”电容器。一、电容器：一、电容器： 能够容纳（储存）电荷的器件。能够容纳（储存）电荷的器件。 电容器是一种存储电荷的装置，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不可缺少的关键元件之一。1、构造：、构造：任何两个互相靠近且彼此绝缘的任何两个互相靠近且彼此绝缘的导体导体都都可以构成电容器。可以构成电容器。这两个导体称为这两个导体称为电容器的电极电容器的电极2 2、最简单的电容器、最简单的电容器在两个正对的平行在两个正对的平行金属板间夹上一层电介质（绝缘体）。金属板间夹上一

2、层电介质（绝缘体）。平行板电容器平行板电容器： 1 1）储电原理：异种电荷互相吸引。）储电原理：异种电荷互相吸引。 2 2）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。（1 1）充电：充电： 使电容器使电容器带上等量的异种电荷带上等量的异种电荷的过程。的过程。 存在存在瞬间充电电流瞬间充电电流i i, ,其它能其它能电场能电场能 若保持与电源连接，则板间电压若保持与电源连接，则板间电压U U不变；不变； 若断开电源，则极板所带电量若断开电源，则极板所带电量Q Q不变。不变。3、电容器的充、放电原理（2 2）放电：放电： 使电容器使电容器两极板上的电荷中

3、和两极板上的电荷中和的过程的过程. . 存在存在瞬间放电电流瞬间放电电流i, i, 电场能电场能其他形式能其他形式能在放电结束在放电结束U=0.不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。为了衡量电容器这种本领的异同，我们引入一个新的物理量”电容“。二、电容：二、电容： 描述电容器容纳电荷描述电容器容纳电荷本领大小本领大小的物理量。的物理量。UQC hVS + + + + + + + + +- - - - - - - - - +Q-QU（1 1）概念：电容器所带电荷量）概念：电容器所带电荷量Q Q与两极板间电势与两极板间电势 差差U U的比值叫电容器的电容。的比值叫

4、电容器的电容。（2 2）定义式：）定义式：UQC （3 3）单位：法拉（简称法），符号为）单位：法拉（简称法），符号为“F”F”。 常用单位：微法（常用单位：微法（FF）、皮法（）、皮法（pFpF）。）。 1F = 101F = 10-6 -6F F，1 pF =101 pF =10-12-12F F。 （4 4）计算式：）计算式：UQUUQQUQC1 1、关于电容器的电容，下列说法正确的是：（、关于电容器的电容，下列说法正确的是：（ ） A.A.电容器所带的电荷越多，电容就越大电容器所带的电荷越多，电容就越大 B.B.电容器两极板间电压越高，电容就越大电容器两极板间电压越高，电容就越大 C.

5、C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一 定增加一倍定增加一倍 D.D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量CD2 2、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少 3 31010-4 -4C C，其电压降为原来的三分之一，则，其电压降为原来的三分之一，则: :（ ）A A、电容器原来的带电量可能是、电容器原来的带电量可能是9 91010-4 -4C C B B、电容器原来的带电量为、电容器原来的带电量为4.54.51010-4 -4C C C C、电容器原来的电压

6、可能为、电容器原来的电压可能为1V1VD D、电容器原来的电压可能为、电容器原来的电压可能为1 11010-4 -4V VBC三三. .平行板电容器的电容平行板电容器的电容结论：结论： （1）Q、d不变，不变，S越小越小，电势差，电势差U大，大，电容电容C越小越小（2）Q、S不变，不变，d越大越大，电势差电势差U大，大，电容电容C越小越小（3）插入电介质插入电介质后，电势差后，电势差U减小，减小，电容电容C增大增大演示：演示：实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素1 1、平行板电容器电容的平行板电容器电容的决定式：决定式：dkSCr4r相对介电常数；k

7、=9.0109Nm2/C2例例1 1、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（是（ ）A A、将两极板的间距加大，电容将增大、将两极板的间距加大，电容将增大B B、将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小、将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C C、在下板的内表面放置一块面积和极板相等，厚度小、在下板的内表面放置一块面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板电容将增大于极板间距的陶瓷板电容将增大D D、在下板的内表面放置一块面积和极板相等，厚度小、在下板的内表面放置一块面积和极板相等，厚度小于极板的铝板，电容将增大于极板的铝板，电容将

8、增大BCD例例2、平行板电容器和电源、电阻、电建串联，组成如图所、平行板电容器和电源、电阻、电建串联，组成如图所示的电路，接通开关示的电路，接通开关K，电源即给电容器充电（，电源即给电容器充电（ ）A、保持、保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小强度减小B、保持、保持K接通，在两极板间插入一块介质，则两极板上的接通，在两极板间插入一块介质，则两极板上的带电量不变带电量不变C、充电结束后断开、充电结束后断开K，减小两极板间的距离，则两极板间，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小的电势差减小D、充电结束后断开、充电结束后断开K，在两

9、极板间插入一块电介质，则极，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电势差增大板上的电势差增大C CKRE电场强度如何？电场强度如何？电场强度如何？电场强度如何？2 2、平行板电容器动态问题的处理方法平行板电容器动态问题的处理方法（1 1）保持与电源接通：电容器两端电压）保持与电源接通：电容器两端电压U U恒定恒定（2 2）与电源断开：电容器带电量）与电源断开：电容器带电量Q Q恒定恒定CQU CUQ dkSCr4dUE dkSCr4SKQEr43 3、带电粒子在平行板间的平衡或运动问题带电粒子在平行板间的平衡或运动问题例例3、如图所示，平行板电容器经开关、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连与

10、电池连接，接，a处有一电荷量非常小的点电荷，处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，是闭合的，a表示表示a点的电势，点的电势，F表示点电荷受到的电场力表示点电荷受到的电场力.现现将电容器的将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则增大，则( )A.a变大，变大，F变大变大B.a变大，变大，F变小变小C.a不变，不变，F不变不变 D.a不变，不变，F变小变小B例例4、两个较大的平行金属板、两个较大的平行金属板A、B相距为相距为d，分别接在，分别接在电压为电压为U的电源正、负极上，这时质量为的电源正、负极上，这时质量为m，带电量为，带电量为一一q的油滴恰好静止

11、在两极之间，如图所示，在其它条的油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，如果将两极非常缓慢地错开一些，件不变的情况下，如果将两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（那么在错开的过程中（ ） A油滴将向上加速运动，电流计中电流从油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向流向a。 B油滴将向下加速运动，电流计中的电流从油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向流向b。 C油滴静止不动，电流计中的电流从油滴静止不动，电流计中的电流从b流向流向a。 D油滴静止不动，电流计中的电流从油滴静止不动，电流计中的电流从a流向流向b。D四、电容器的分类四、电容器的分类 电容器固定电容器可变电

12、容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器+-电容器的重要指标电容器的重要指标：电容及额定电压电容及额定电压。（2）击穿电压击穿电压：加在电容器两极上的极限电压。：加在电容器两极上的极限电压。（1 1）额定电压额定电压：电容器长期工作所能承受的电压。：电容器长期工作所能承受的电压。一般情况下，工作电压应低于击穿电压。1 1、用两节相同的电池给两个电容器、用两节相同的电池给两个电容器C C1 1和和C C2 2充电，已充电，已 知知C C1 1C C2 2，当达到稳定状态时，两电容器的电势，当达到稳定状态时，两电容器的电势 差分别为差分别为U U1 1和和U U2 2，带电量分别为带电量分

13、别为Q Q1 1和和Q Q2 2，则：则： （ ） A AU U1 1U U2 2 B BU U1 1=U=U2 2 CQ1=Q2 DQ1Q2 BD2 2、某平行板电容器的电容为、某平行板电容器的电容为C C，带电荷量为，带电荷量为Q Q，相距为，相距为 d d，今在板间中点放一个电荷量为，今在板间中点放一个电荷量为q q的点电荷，则它的点电荷，则它 受到的电场力的大小为（受到的电场力的大小为（ ） A A、 B B、 C C、 D D、 2dkQq22dkQq4CdQqCdQq2C课堂训练课堂训练3 3、对于给定的电容器，在描述电容量、对于给定的电容器，在描述电容量C C、带电量、带电量Q

14、Q、两、两 板间电势差板间电势差U U的相互关系中，下列图的相互关系中，下列图1 11616中正确的中正确的 是：是：( ( ) )ACED4 4、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A A 与一个灵敏的静电计相接，极板与一个灵敏的静电计相接，极板B B接地，若极板接地，若极板B B稍稍 向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电 容器电容变小的依据是：（容器电容变小的依据是：（ ） A A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小 B B、两极板间的电压不变，

15、极板上的电荷量变大、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大 C C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小 D D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大A5 5、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在 两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P P点，如点，如 图所示，以图所示，以U U表示电容两极板间的电压，表示电容两极板间的电压，E E表示两极表示两极 板间的场强，板间的场强，E Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势

16、能，若保点的电势能，若保 持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的位持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的位 置，则（置，则（ ）A A、U U变大，变大， E Ep p不变不变 B B、E E变大，变大， E Ep p不变不变C C、U U变小，变小， E Ep p变大变大 D D、U U不变，不变， E Ep p不变不变解：由解：由U=4kQd/U=4kQd/r rS S及及 E=4kQ/ E=4kQ/ r rS S可知：可知：d d增大，则增大，则U U增大增大 而而E E不变；不变；E Ep p= q= qp p=qEd=qEd1 1 也不变。也不变。6平行板电容器的两板平行板电

17、容器的两板A、B接于电池两极，一个带正电接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，这时悬，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为线偏离竖直方向夹角为，如图所示，那么，如图所示，那么( )A保持电键保持电键S闭合，带正电的闭合，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则增大增大B保持电键保持电键S闭合，带正电的闭合，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则不变不变C电键电键S断开，带正电的断开，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则增大增大D电键电键S断开，带正电的断开，带正电的A板向板向B板靠近，则板靠近，则不变不变AD7、传感器是一种

18、采集信息的重要器件。如图所示是一种、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，从而引起电容的变化。将电极上时，可使膜片产生形变，从而引起电容的变化。将传感器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么传感器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ） A当当F向上压膜片电极时，电容将减小向上压膜片电极时，电容将减小 B当当F向上压膜片电极时，电容将增大向上压膜片电极时，电容将增大 C若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F发生变化发生变化 D若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F不发生变化不发生变化BC电容式传感器电容式传感器